辅助阳极

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各类阳极的性能特点

各类阳极的性能特点

各类阳极的性能特点

1废钢铁阳极

废钢铁是早期外加电流阴极保护常用阳极材料,其来源广泛,价格低廉.由于是溶解性阳极,表面很少析出气体,因而地床中不存在气阻问题.其缺点是消耗速率大,在土壤中为8.4 kg/A.a,使用寿命较短,多用于临时性保护或高电阻率土壤中。

2石墨阳极

石墨是由碳素在高温加热后形成的晶体材料,通常用石蜡、亚麻油或树脂进行浸渍处理,以减少电解质的渗入,增加机械强度.经浸渍处理后,石墨阳极的消耗率将明显减小。石墨阳极在地床中的允许电流密度为5~10 A/m2

石墨阳极价格较低,并易于加工,但软而脆,不适于易产生冲刷和冲击作用的环境,在运输和安装时易损坏,随着新的阳极材料出现,其在地床中的应用逐渐减少。

3高硅铸铁阳极

高硅铸铁几乎可适用于各种环境介质如海水、淡水、咸水、土壤中。当阳极电流通过时,在其表面会发生氧化,形成一层薄的SiO2多孔保护膜,极耐酸,可阻止基体材料的腐蚀,降低阳极的溶解速率.但该膜不耐碱和卤素离子的作用.当土壤或水中氯离子含量大于

200×10-4 %时,须采用加4.0 %~4.5 % Cr的含铬高硅铸铁.高硅铸铁阳极在干燥和含有较高硫酸盐的环境中性能不佳,因为表面的保护膜不易形成或易受到损坏。

高硅铸铁阳极具有良好的导电性能,高硅铸铁阳极的允许电流密度为5~80 A/m2,消耗率小于0.5 kg/A.a。除用于焦碳地床中以外,高硅铸铁阳极有时也可直接埋在低电阻率土壤中.

高硅铸铁硬度很高,耐磨蚀和冲刷作用,但不易机械加工,只能铸造成型,另外脆性大,搬运和安装时易损坏.为提高阳极利用率,减少“尖端效应”,可采用中间连接的圆筒形阳极. 4铂阳极

辅助阳极间距 -回复

辅助阳极间距 -回复

辅助阳极间距-回复

什么是辅助阳极间距?

辅助阳极间距,也称为辅助阳极间隙或辅助阳极间隔,是在金属电解质中进行电解过程时,主阳极与辅助阳极之间的距离。它是电解过程中的一个重要参数,直接影响着电解效率和产品质量。

为什么需要辅助阳极间距?

在一些电解过程中,主阳极无法直接与电解质接触,或者需要在特定位置提供额外的阳极来辅助电解反应。这时需要使用辅助阳极及辅助阳极间距来实现电解过程。辅助阳极间距不仅可以调节电解过程中的电流密度分布,还可以减少电流浓度极化,提高电解效率。

辅助阳极间距如何调节电流密度分布?

电流密度在电解过程中通常不会均匀分布在所有部位。由于电解质的电导性不均匀以及电解过程中的产物生成,主阳极附近的电流密度往往较高,而远离主阳极的位置电流密度较低。通过调节辅助阳极间距,可以改变电流的路径,使得电流从主阳极更均匀地分布到整个电解液中,从而提高电解效率。

辅助阳极间距如何减少电流浓度极化?

在电解过程中,电极表面会产生氧化还原反应,并生成一层氧化膜或者气泡。这种氧化膜或气泡的存在会导致电极表面的电流密度降低,形成电流浓度极化。辅助阳极间距的适当调整可以帮助减少电流浓度极化的发生,从而提高电解效率和产品质量。

辅助阳极间距调节的影响因素有哪些?

1. 辅助阳极间距的大小:辅助阳极间距的大小直接影响电流的分布情况。一般来说,较小的辅助阳极间距有利于减小电流浓度极化和提高电解效率。

2. 辅助阳极的尺寸和形状:辅助阳极的尺寸和形状也会影响电流密度的分布。通常,辅助阳极的面积要与主阳极相当,以确保电流分布均匀。

表面处理术语详解

表面处理术语详解

表面处理及电化学术语详解

前处理术语

01 镀前处理 preplating

为使制件材质暴露出真实表面,消除内应力及其它特殊目的所需,除去油污、氧化物及内应力等种种前置技术处理。广义上讲,前处理包括除油、浸蚀、磨光、抛光、滚光、吹砂、局部保护、装挂、加辅助电极等

02 基体材料 basis material(substrate)

能在其上沉积金属或形成膜层的材料。

03 不连续水膜 water break

制件表面因污染所引起的不均匀润湿性而使其水膜不连续的现象,这是一种检查清洗程度的方法。

04 机械抛光 mechanical polishing

借助高速旋转的抹有抛光膏的抛光轮以提高金属制件表面平整和光亮程度的机械加工过程。

05 刷光 brushing

旋转的金属或非金属刷轮(或刷子)对制件表面进行加工以清除表面上残存的附着物,并使表面呈现一定光泽的过程

06 滚光 barrel burnishing

将制件装在盛有磨料和滚光液的旋转容器中进行滚磨出光的过程。

07 磨光 grinding

借助粘有磨料的磨轮对金属制件进行抛磨以提高制件表面平整度的机械加工过程。

08 喷丸 shot blasting

用硬而小的球,如金属丸喷射金属表面的过程,其作用是加压强化该表面,使之硬化或具有装饰的效果。

09 喷砂 sand blasting

喷射砂粒流冲击制件表面而达到去污、除锈或粗化的过程。

10 有机溶剂除油 solvent degreasing

利用有机溶剂清除制件表面油污的过程。

11 皂化 saponification

船舶阴极保护系统介绍

船舶阴极保护系统介绍

船舶阴极保护系统详述

简要:详细介绍船体电化学腐蚀原理,阴极保护方法,并结合实际应用详细阐述外加电流的阴极保护的工作原理与衡量标准。

一、电化学腐蚀原理

铁制成的船体接触海水时会产生电位,发生电腐蚀现象。所以,为了尽量减少船体与海水接触,采用防锈蚀的油漆隔离船体和海水。但是船尾轴系,推进器或者因为船体损伤导致的与海水接触是无法完全避免的。所以接触到海水的一部分船体会发生电化学腐蚀,根据电解情况的不同,腐蚀程度不同。

原电池电解反应:

当两种金属或含杂质的金属被置于电解液中,金属活动性强容易失去电子,被氧化,发生氧化反应,为阳极,从而带正电荷(生成金属氧化物,所谓被腐蚀),使电势升高,可以作为正极(正极是针对外部电解质中游离电荷而言,正极吸引负电荷,而正电荷则流向负极,可以被认为是电流的方向)。

金属活动性弱者得电子,被还原,发生还原反应,为阴极(该电极积累金属),电势降低,成为负极,吸引正电荷聚集。

图1 电化学腐蚀原理图

二、阴极保护

阴极保护则使上述过程逆转,根据提供阴极电流的方式不同,阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法两种,前者是将一种电位更负的金属(如镁、铝、锌等。注:金属活动性更强,更活跃,更易失电子)与被保护的金属结构物电性连接,通过电负性金属或合金的不断溶解消耗,向被保护物提供保护电流,使金属结构物获得保护。后者是将外部交流电转变成低压直流电,对被保护的金属表面施加一定的直流电流,使其产生阴极极化,当金属的电位负于某一电位值时,腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制。

牺牲阳极阴极保护法一般用锌块合金,布置没有具体要求,只要沿着舭龙骨流线平均分布,具体数量则要根据船只钢材数量(面积)进行计算后得出。也可用铝合金的,效果更好,但在机舱及货油舱等区域禁止使用(因电位差过高存在引发火星的可能性)。一般设计使用寿命2-3年,采用焊接或铆接方式固定于船体外壳之上,铆接的话到了使用后期可以方便更换,并且有各种型号可选。其中双层底和双壁舱室内部区域(bottom; double hull inner area)也应当设有牺牲阳极保护装置。

ICCP船舶防腐

ICCP船舶防腐

一般船上用得比较多的是牺牲阳极保护, 将还原性较强的金属作为保护极,与被保护 的金属相连并处于同一电解质中构成原电池, 牺 还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应 牲 而失去电子消耗,被保护的金属作为正极就 护 阳 可以避免腐蚀。 屏极 保 护保 护 在船体的某几个部位接几个锌块,锌块 法 的电位比船体钢铁更负,当受到海水腐蚀的 时候锌块回首先溶解,从而保护了船体钢板, 它跟涂层结合起来会起到很好的保护效果。
外加电流阴极保护保护法(电保护)
外加电流法:将被保护金属与另一附
加电极作为电解池的两个极,使被保护 的金属作为阴极,在外加直流电的作用 下使阴极得到保护。
应用:此法主要用于防止土壤、海水
及河水中金属设备的腐蚀。
外 加 电 流 的 特 点
铺管船
a) 可随外界条件引起的 变化自动调节电流, 使被保护的部分的电 位控制在最佳保护电 位范围内。 b) 使用寿命长,保护周 期长。 c) 辅助阳极排流量和作 用半径大,可以保护 结构复杂、面积较大 的设备及港口建筑物。
船体外加电流阴极保护,通过调节保护电位和保护电流达到保护船体钢板的目的,所以其 最基本的也是最重要的参数有两个:保护电位、保护电流密度。
(1)保护电位
保护电位,取决于金属性质和所处介质的性质,变化不大。通常最佳保护电位(船体 钢板相对于银/氯化银参比电极的电位)-0.75~-1.00V,ICCP控制仪-恒电位仪的工作电压 范围±2V。

外加电流阴极保护法

外加电流阴极保护法

外加电流阴极爱护法

外加电流阴极爱护法,是通过外加电源来提供所需的爱护电流。将被爱护的金属作阴极,选用特定材料作为辅助阳极,从而使被爱护金属受到爱护的方法。

外加电流阴极爱护系统由如下几局部组成:① 直流电源,② 辅助阳极,③ 参比电极。此外,为使阳极输出的爱护电流更均匀,防止阳极附近结构物产生过爱护,有时在阳极周围还须涂刷阳极屏蔽层。为使船舶的轴及推动器等转动结构获得良好的爱护,应加装轴接地装置。

直流电源

在外加电流阴极爱护系统中,需要有一个稳定的直流电源,以提供爱护电流。目前,广泛使用的有整流器和恒电位仪两种。一般,当被爱护的结构物所处的工况条件〔如浸水面积、水质等〕根本不变或变化很小时,可以采纳手动操纵的整流器;但当结构物所处的工况条件经常变化时,则应采纳自动操纵的恒电位仪,以使结构物电位总处在最正确爱护范围内。

在工程中广泛使用的恒电位仪主要有三类:可控硅恒电位仪、磁饱和恒电位仪和晶体管恒电位仪。可控硅恒电位仪功率较大、体积较小,但过载能力不强。磁饱和恒电位仪紧固耐用,过载能力强,但体积比拟大,加工工艺也比拟复杂。晶体管恒电位仪输出平稳、无噪声、操纵精度较高,但线路较复杂。

辅助阳极

辅助阳极的作用是将直流电源输出的直流电流由介质传递到被爱护的金属结构上。可作辅助阳极的材料有很多,如废钢铁、石墨、铅银合金、高硅铸铁、镀铂钛、包铂铌以及混合金属氧化物电极等。这些材料各有其特点,适用于不同的场合。

我所在辅助阳极材料研究与开发方面做了很多工作,开发的铂铌阳极等具有体积小、排流量大、使用寿命长、工作稳定可靠等优点。已广泛应用于船舶、钢桩码头、循环水泵、冷凝器

什么是柔性阳极

什么是柔性阳极

一、什么是柔性阳极?

柔性阳极是近些年来开发出的一种新型辅助阳极,主要应用于埋地管道和储罐底部。开发的初衷是为解决旧管道防腐层老化,保护电流变大,传统的保护方法无法解决的地方。通过实践,发现柔性阳极应用前景广阔,它对传统的阴极保护方法提出了挑战,可以成功地解决一些用传统的阴极保护做不到的问题,如干扰问题,高电阻率问题、罐底电流分布问题,因此越来越受到人们的欢迎。在1990年,美国第40届管道腐蚀会议上,有多家公司计划用柔性阳极解决传统方法保护不上的地方。

柔性阳极是用导电塑料制成,把导电塑料包覆在铜芯上,其结构和外形与电缆极为相似,所以又称缆形阳极。

和其他辅助阳极一样,柔性阳极应用时也要陡用焦炭粉填包。为方便用户,美国瑞侃公司又开发了带有炭粉填包的柔性阳极,图7-11是这种新型柔性阳极的结构。

二、柔性阳极的特点

柔性阳极敷设类似于电缆,先与管道平行挖一条阳极沟,在沟内填上一半焦炭粉,把柔性阳极就位,再覆盖一半焦炭粉,然后用原土(细土,如果是岩石应进行换土)盖实,便可大量回填。

应用时,沿管道平行敷设,当地形变化厉害时,可随地形变化。对于罐底敷设,应将柔性阳极置于沥青砂层下,按计算用量蛇形布置,将电缆接头放在罐周外侧。

与传统的其他辅助阳极相比,柔性阳极具有如下几个特点:

④阴极保护电流长距离分布均匀;

②对其他金属构筑物干扰影响最小;

③解决复杂管网的屏蔽问题;

④即使管道覆盖层破损严重,或裸的罐底·也能保证电流的均匀分布,实现阴极保护;

⑤安装简单,长度可任意现场剪裁,施工快捷保险;

⑥材料经专门处理,寿命长(有文献介绍为40年);

管道阴保知识问答

管道阴保知识问答

管道阴保知识问答

1、什么是腐蚀?

答:腐蚀是金属和周围环境起化学或电化学反应而导致的一种破坏性侵蚀。

2、什么是原电池?

答:两个浸在电解质中的导体组合称为原电池,其中的导体称为电极。

3、腐蚀发生的条件是什么?

答:不论哪一种腐蚀电池形成条件都是:

(1)有电解质溶液和金属相接触;

(2)金属的不同部位或两种金属间存在电极电位差;

(3)电极之间相互连通。

4、什么叫腐蚀电位?

答:金属与电解质溶液接触,经过一定的时间之后,可以获得一个稳定的电位值,这个电位值通常称之为腐蚀电位。无外部电流影响的腐蚀电位也叫自然电位。

5、阴极保护的原理是什么?

答:阴极保护的原理就是用外电流实现阴极化,使局部电池的阴极区域达到其阳极开路电位,表面变成等电位,腐蚀电流不再流动,腐蚀就不会发生。

6、什么是参比电极?

答:测量金属电极电位时所用的基准电极称为参比电极。参比电极必须耐介质腐蚀,不极化或极化度小,在一定条件下有相当稳定的电位。

7、什么是绝缘法兰?

答:绝缘法兰是对具有电绝缘性能的管道法兰接头的统称,它包括一对钢质

法兰、法兰间的绝缘密封垫片,紧固件和紧固件绝缘零件,以及一对与法兰相焊的钢质短管。

8、安装绝缘法兰的目的是什么?

答:安装绝缘法兰的目的是将被保护的管线和设备与不应受保护的管线和设备从导电性上分开,因为当保护电流流到不应受保护的管线与设备上后,会引起不良作用,同时被保护管线边界上安装了绝缘法兰或采取了绝缘措施,还能防止电流漏失,可减小保护电流和电功率,延长保护长度。

9、什么是阴极保护站?

答:阴极保护站就是安装有向管线或其他保护设施送以阴极电流的设备及一些附属设施的站。一般站内安装有恒电位仪或其他类型的送电设备,站外有阳极线路和阳极埋设区等。

辅助阳极

辅助阳极

辅助阳极

油气储运工程

07级本科二班

姓名:黄伟

学号:200711011230

辅助阳极

辅助阳极用做阴极保护系统中的辅助电极,称为辅助阳极,通过其本身的溶解,与介质(如土壤、水)、电源、管道形成电回路。辅助阳极在不同的环境中使用不同的材料,有高硅铸铁阳极,铂钛阳极,铂铌阳极,钛基金属氧化物阳极,石墨阳极,埋地金属氧化物阳极等。

辅助阳极的基本要求

在外加电流阴极保护系统中与直流电源正极相连接的电极称为辅助阳极。它的作用是使外加阴极电流得以从阳极经过介质流到被保护体, 构成电流的回路。辅助阳极的电化学性能、机械性能、工艺性能以及阳极的形状, 布置方法等均对阴极保护的效果有重要的影响, 因此, 必须合理地选用阳极材料。辅助阳极应满足以下要求:

(1) 具有良好的导电性和较小的表面输出电阻;

(2) 在高电流密度下阳极极化小, 而排流量大。即在一定的电压下, 阳极单位面积上能通过较大的电流;

(3)具有较低的溶解速度, 耐蚀性好, 使用寿命长;

(4) 具有一定的机械强度、耐磨、耐冲击振动;

(5) 材料带源方便, 价格便宜, 容易制作。

辅助阳极是外加电流阴极保护系统的重要组成部分。

阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。阴极保护分为牺牲阳极保护和强制电流保护两种方法。在这里我们只研究辅助阳极法。

牺牲阳极法将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属和合金(即牺牲阳极)相连,使被保护体极化以降低速率的方法。在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中,被保护金属体为阴极,牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位,在保护电池中是阳极,被腐蚀消耗,故此称之为“牺牲”阳极。通常用作牺牲阳极的材料有镁和镁合金、锌合金、铝合金等。镁阳极适用于淡水和土壤电阻率较高的土壤中,锌阳极大多用于土壤电阻率较低的土壤和海水中,铝阳极主要应用在海水、海泥以及原油储罐污水介质中。牺牲阳极保护法的主要特点是: (1) 适用范围广,尤其是中短距离和复杂的管网 (2) 阳极输出电流小,发生阴极剥离的可能性小 (3) 随管道安装一起施工时,工程量较小 (4) 运行期间,维护工作简单。 (5) 阳极输出电流不能调节,可控性较小。

阴极保护工程技术手册

阴极保护工程技术手册

阴极保护工程技术手册

一、钢质管道阴极爱护方法与设计

1、钢质管道牺牲阳极阴极爱护:

①设计运算:

管道表面积运算:S=2πrL

S—管道表面积 r —管道半径 L—管道长度

管道爱护电流运算:I =S Ia

I—管道爱护电流S—管道表面积Ia—管道爱护电流密度)

阳极输出电流:Ia=△E/R

Ia—阳极输出电流A △E—阳极有效电位差V

R—回路总电阻R

阳极数量:N=f.IA/Ia

N—阳极数量IA—所需爱护电流A Ia—单支阳极输出电流A F—备用系数,取2-3倍

阳极使用寿命:T=0.85 W/ωI

T —阳极工作寿命a W—阳极净质量,kg

ω—阳极消耗率kg/(A.a) I—阳极平均输出电流,A

②设计、安装说明:

1、一样牺牲阳极工程采纳镁合金牺牲阳极,规格通常为22公斤/支,也有采纳14公斤、11公斤、8公斤的规格,一样安装时单支焊接或两支阳极并联为一组安装。

2、假如是并联焊接,相邻阳极组最好分布在管道两侧。阳极组距管道外壁约2.0m左右,距管道外壁最少不小于300mm;最小埋深

部不小于1m。可依照现场实际情形,按照有关标准规范适当调整阳极位置。

3、假如阳极采纳4支一组,同侧阳极组间距最低不小于2米。

4、阳极钢芯与电缆连接,采纳焊锡灌注,以减少接触电阻,同时应保持连接处的绝缘密封,需包覆环氧树脂玻璃布,然后再采纳热收缩套管,加以密封和绝缘,阳极的钢芯一端阳极端面,须涂环氧树脂,确保该端面不起作用,其他五面要清洁洁净,放入盛有阳极填充料的棉布口袋中。

5、阳极电缆可用10mm2电缆,可用vv-1kv/1x10mm2。

阴极保护与阳极保护的区别

阴极保护与阳极保护的区别

阴极保护与阳极保护的区别

阴极保护跟阳极保护都是属于电化学保护,但是阴极保护跟阳极保护都有不同的特点,如下:

①在发生阴极保护的时候电位的偏离只会造成保护效果的降低,并且不会加快腐蚀速度,阳极保护的恶化死后,电位如果偏离钝化区就会使腐蚀增加;

②在强氧化性介质中,比如硫酸、硝酸等,在采用阴极保护的时候,所必须的电流是非常大的。但是强氧化性介质比较有利于生成钝化膜,从而可以实现阳极保护。比如三氧化硫发生器的阳极保护。

③在发生阴极保护的时候,如果电位过于负,设备就会产生氢脆,对加压设备是非常危险的。

④阴极保护的辅助电极是阳极,是需要溶解的,化工介质的腐蚀性是非常强的,但是要找到一种在强腐蚀性介质中在阳极电流作用下耐蚀的材料是不容易的,这样阴极保护在某些化工介质中的应用就会受到限制。但是阳极保护的辅助电极是阴极,本身也会得到一定程度的保护。

辅助阳极接地电阻测试方法

辅助阳极接地电阻测试方法

辅助阳极接地电阻测试方法

辅助阳极接地电阻测试方法是一种常用的电气测试方法,用于检测接地系统中阳极接地电阻的大小。该方法通过连接一组辅助电极,将测试电流注入接地系统中,测量测试电压和测试电流的大小,计算出阳极接地电阻的值。

具体而言,辅助阳极接地电阻测试方法的步骤如下:

1. 选择合适位置和数量的辅助电极,将其固定在地面上,同时保持辅助电极与阳极接地电极之间的距离一致。

2. 在接地系统中注入测试电流,可以使用直流或交流电源,考虑到接地系统的安全性和可靠性,建议选择低电压、小电流的电源。

3. 测量测试电压和测试电流的大小,可以使用万用表或专业测试仪器进行测量。

4. 根据测量结果,计算出接地系统中阳极接地电阻的值,通常使用公式 R = V/I 来计算,其中 R 表示阳极接地电阻,V 表示测试电压,I 表示测试电流。

需要注意的是,在进行辅助阳极接地电阻测试时,需要对接地系统进行绝缘检查,确保测试过程中不会对系统产生损害。同时,还需要选用合适的测试电源和测试仪器,以确保测试结果的准确性和可靠性。

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阴极保护试题

阴极保护试题

浙江省天然气开发有限公司

《阴保防腐》考题

姓名:得分:

一、单选题(每小题2分,共10题20分)

1、在溶解或熔融状态下能导电的一类物质叫______B________。

A、电介质

B、电解质

C、非电解质

D、非电介质

2、越容易失去电子的金属,其活泼性也______D________。

A、越快

B、越慢

C、越弱

D、越强

3、金属在含有非本金属离子的溶液中所产生的电位叫______D______电极电位

A、标准

B、非标准

C、平衡

D、非平衡

4、浸在某一电解质溶液中并在溶液/导体界面进行电化学反应的导体称为______C________:

A、介质

B、阴极

C、电极

D、阳极

5、测定埋地管道自然电位时,选择______C________参比电极为好。

A、氢。

B、铜棒

C、硫酸铜。

D、甘汞

6、金属与电解质溶液接触,经过一定的时间后,可以获得一个稳定的电位,这个电位值通常称为______B________:

A、保护电位

B、腐蚀电位

C、初始电位

D、闭路电位

7、通过电流之后,原电池中的阳极电位向正方向偏移,这种现象称为______D________:

1、极化。B、去极化。C、阴极极化。D、阳极极化。

8、用做牺牲阳极的材料大多是______A________:

A、镁锌铝。

B、锌铜镁

C、锰铜铁。

D、锌铝镍。

9、依据______B________作用进行的腐蚀过程叫电化学腐蚀:

A、极化

B、腐蚀电池

C、去极化

D、物理

10、消除或减弱电化学极化的因素,促进电极反应过程加速进行称为:_____D_______

氧化。 B、还原。 C、极化。 D、去极化。

外加阴极保护原理

外加阴极保护原理

某轮,第二个特检周期修船时,发现舵叶烂穿,船体钢板水下部分表面凹坑状腐蚀,:舵叶底部烂损和舵球腐蚀

究其原因,是船体外加电流阴极保护装置使用不当和维护不良,左右两侧的辅助阳极损坏就是明证。调查发现,该装置的工作原理、操作方法、参数调节、口常维护等,船员知之甚少,因而也不重视,甚至船到了淡水水域也未及时停止该装置的工作。为此,本文介绍其工作原理和维护要点。

1船体外加电流阴极保护装置的原理

1.1电化学腐蚀

船体是钢结构。钢是铁与碳和其他元素组成的合金。其中,铁比其它元素更易失去电子,电位较高。

船体常年浸泡在海水中,而海水是强电解质。铁元素失去电子成为正极:铁元素失去的电子,经过海水这个电解质到达其他元素;其他元素获得电子成为负极。这样就形成了一个个微电池,但并不腐蚀钢铁。

关键在于海水中存在溶解氧。这些溶解氧在海水中呈负离子状态,必然与失去电子成为正极的铁结合生成氧化铁,这就是电化学腐蚀。

在船体与海水接触部位表面的化学腐蚀、海生物腐蚀、运动磨损腐蚀、杂散电流腐蚀等各种腐蚀中,电化学腐蚀最严重。

电化学腐最人特点是,仅腐蚀阳极区域,不腐蚀阴极区域。

1.2船体外加电流阴极保护装置工作原理

船体外加电流阴极保护装置,就是根据这一特点,在船体上安装辅助阳极,用船上装备的直流电源,对辅助阳极和船体施加外加保护电流并自动调节电流大小,使船体(浸水部分)、舵和推进器保持负电位(阴极化),大幅降低船体的电化学腐蚀。

外加电流阴极保护装置,主要由直流电源(恒电位仪)、辅助阳极、参比电极、阳极屏蔽层、舵和推进器轴的接地装置等组成。

mmo辅助阳极+技术指标

mmo辅助阳极+技术指标

MMO辅助阳极的技术指标主要包括重量轻、体积小、消耗低、腐蚀电位、工作电流、工作电压、尺寸稳定、低而均匀的涂层损耗率、优异的导电性能等。

具体来说,MMO辅助阳极具有重量轻和体积小的特点,消耗低,使用寿命长。其腐蚀电位约为0.1V左右,氧化膜损坏后,暴露的钛基材会生成不导电的氧化膜,加在该氧化膜上的电压一般不会超过2V,因此不必担心氧化膜的击穿问题。

此外,MMO阳极的消耗率小,小于0.45kg/A。其工作电流为10A/m²,单支阳极50mm*1500mm,输出电流一般不超过0.01Ω。阳极表面无明显缺陷,为了方便现场安装,可以在工厂内预填报。此外,贵金属氧化物阳极上覆盖一层催化活性氧化物,氧化物涂层极化小并且消耗率极低,通过调整氧化物层的成分,可以使其适用于不同的环境,如海水、淡水、土壤介质中。

带状贵金属氧化物阳极和钛导电片交叉组成阳极网,作为网状阳极阴极保护系统中的辅助阳极在国内广泛应用新建储罐底板的阴极保护。它还具有很高的化学稳定性,即使在低PH值和含有氯离子环境中也有良好的化学稳定性。其尺寸稳定,低而均匀的涂层损耗率,可在高电流下工作,具有优异的导电性能等特点。

对于强制电流阴极保护系统的混合金属氧化物阳极,通常在钛基材上热烧结一层耐腐蚀、高导电率的稳定的贵金属氧化物。其优势是低消耗、稳定的电阻、最小的电压降。

外加电流阴极保护法

外加电流阴极保护法

外加电流阴极保护法简介

外加电流阴极保护法是电化学保护法的其中一种,电化学保护又分阴极保护法和阳极保护法,其中阴极保护法又分为牺牲阳极保护法和外加电流保护法。

这种方法通过外加直流电源以及辅助阳极,迫使电子从土壤流向被保护金属,使被保护金属结构电位高于周围环境来进行保护。

一、系统组成

外加电流阴极保护系统由以下几部分组成:辅助阳极、测试桩、直流电源、辅助材料、参比电极和导线。此外,为使阳极输出的保护电流更均匀,避免阳极附近结构物产生过保护,有时在阳极周围还须涂刷阳极屏蔽层。

二、直流电源

在外加电流阴极保护系统中,需要有一个稳定的直流电源,以提供保护电流。

广泛使用的有整流器和恒电位仪两种。

一般,当被保护的结构物所处的工况条件(如浸水面积、水质等)基本不变或变化很小时,可以采用手动控制的整流器。但当结构物所处的工况条件经常变化时,则应采用自动控制的恒电位仪,以使结构物电位总处在最佳保护范围内。

所有能发出直流电的电源,都是可以作为外加电流阴极保护系统的电源。

在外加电流阴极保护系统中使用的电源的类型有:整流器、恒电位仪;太阳能电池;发电机;风力发电机;热点电池。整流器和其他外加电流系统的电源类型相比较,经济节省操作简单。

外加电流阴极保护系统的电源,其基本要求有:输出恒电位、恒电压、恒电流;同步通断功能;数据远传、远控功能。

恒电位仪的输出电压限定在50V以内,当工程需要更高的输出电压时,必须做好对阳极地床的防护措施。

在工程中广泛使用的恒电位仪主要有三类:

●可控硅恒电位仪

●磁饱和恒电位仪

●晶体管恒电位仪。

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辅助阳极

油气储运工程

07级本科二班

姓名:黄伟

学号:200711011230

辅助阳极

辅助阳极用做阴极保护系统中的辅助电极,称为辅助阳极,通过其本身的溶解,与介质(如土壤、水)、电源、管道形成电回路。辅助阳极在不同的环境中使用不同的材料,有高硅铸铁阳极,铂钛阳极,铂铌阳极,钛基金属氧化物阳极,石墨阳极,埋地金属氧化物阳极等。

辅助阳极的基本要求

在外加电流阴极保护系统中与直流电源正极相连接的电极称为辅助阳极。它的作用是使外加阴极电流得以从阳极经过介质流到被保护体, 构成电流的回路。辅助阳极的电化学性能、机械性能、工艺性能以及阳极的形状, 布置方法等均对阴极保护的效果有重要的影响, 因此, 必须合理地选用阳极材料。辅助阳极应满足以下要求:

(1) 具有良好的导电性和较小的表面输出电阻;

(2) 在高电流密度下阳极极化小, 而排流量大。即在一定的电压下, 阳极单位面积上能通过较大的电流;

(3)具有较低的溶解速度, 耐蚀性好, 使用寿命长;

(4) 具有一定的机械强度、耐磨、耐冲击振动;

(5) 材料带源方便, 价格便宜, 容易制作。

辅助阳极是外加电流阴极保护系统的重要组成部分。

阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。阴极保护分为牺牲阳极保护和强制电流保护两种方法。在这里我们只研究辅助阳极法。

牺牲阳极法将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属和合金(即牺牲阳极)相连,使被保护体极化以降低速率的方法。在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中,被保护金属体为阴极,牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位,在保护电池中是阳极,被腐蚀消耗,故此称之为“牺牲”阳极。通常用作牺牲阳极的材料有镁和镁合金、锌合金、铝合金等。镁阳极适用于淡水和土壤电阻率较高的土壤中,锌阳极大多用于土壤电阻率较低的土壤和海水中,铝阳极主要应用在海水、海泥以及原油储罐污水介质中。牺牲阳极保护法的主要特点是: (1) 适用范围广,尤其是中短距离和复杂的管网 (2) 阳极输出电流小,发生阴极剥离的可能性小 (3) 随管道安装一起施工时,工程量较小 (4) 运行期间,维护工作简单。 (5) 阳极输出电流不能调节,可控性较小。

辅助阳极材料的性能:

在外加电流阴极保护系统中与直流电源正极连接的外加电极称为辅助阳极,作用是使电

流从阳极经介质到达被保护结构的表面。辅助阳极用做阴极保护系统中的辅助电极,通过其本身的溶解,与介质(如土壤、水)、电源、管道形成电回路。辅助阳极在不同的环境中使用不同的材料,有高硅铸铁阳极,铂钛阳极,铂铌阳极,钛基金属氧化物阳极,石墨阳极,埋地金属氧化物阳极等。

常用辅助阳极型号规格

型号

Model

名称 Name 形状 Shape 规格Specification 长×宽×高 (直径×高) L ×W ×H (D ×H )/mm 工作电流范围 Operating Current A 寿命 Life a CYB-3

铂铌复合阳极 长条 800×180×25 ≤70 20 CYB-4

长条 600×180×25 ≤50 CYB-2

铂钛复合阳极 长条 920×180×40 ≤50 CYY-1 钛基金属氧化物阳极 圆盘

φ340×33 ≤50 15 CYY-2

长条 1200×253×33 ≤100 CYQ-5

铅银微铂阳极 长条 920×180×40 1.5—30 10 CYQ-6

长条 1340×180×40 2.5—50 CYQ-7

长条 540×180×40 1.0—20 DYY-1

埋地金属氧化物阳极

管状 φ25×1000 8—12 30 DYY-2

φ25×700 5—8 DYY-3

φ50×650 10 DYY-4

φ50×800 12.5 DYY-5 φ50×1000 15 DYY-6

6.35×0.635 2.3 10 DYY-7

12.7×0.635 4.6 DYY-1/n

串状 φ25×1000×n (8-12)×n 20 DYY-2/n

φ25×700×n (5-8)×n YGT-1

高硅铸铁阳极 圆柱 φ50×1500 1.2—18.8 YGT-2

φ75×1200 1.5—22.6 YGT-3

φ75×1500 1.8—28.3 YGT-4

φ100×1500 2.4—37.7

目前常用的阳极材料有:

土壤中常用的辅助阳极材料有碳素钢,铸铁,高硅铸铁,石墨,磁性氧化铁,钛基贵金属氧化物,柔性阳极,铂及镀铂材料。其中中间使用最多的是高硅铸铁,钛基贵金属氧化物阳极,在含有氯离子的环境中,宜采用含鉻的高硅铸铁阳极(从理论上讲,任何导电材料均可做阳极材料,但从经济上考虑,很多材料就不合适了。)

通常高硅铸铁阳极的引出线和阳极的接触电阻应当小于0.01欧姆,接头密封可靠,阳极表面应无明显缺陷。一般阳极铸铁阳极的消耗率为0.5kg/(A.a )左右。

按阳极的埋设方式分,阳极地床分浅埋阳极地床和深井阳极地床两种。深井阳极地床的优点是保护距离大,电流分配比较均匀,从而保护电位分布均匀,且可以减轻阳极地床对周围邻近地下金属构筑物干扰,占用土地少,特别是需要占用农田时或地面建筑物密集时。选用何种铺设方式取决于被保护套管外壁的面积大小,现场实际情况,经济因素,运行要求以

及设计因素。

浅埋阳极地床的安装,辅助阳极位置与套管垂直距离宜采用50-300米,并应选择在水位较高或低洼潮湿,土层厚,无石块,便于施工处,对邻近的地下构筑物干扰小,阳极与套管之间不应有其他的金属构筑物,还应当适应阳极附近地区的近期发展规划,以免将来相互影响。

辅助阳极地床应当填充填料,以降低阳极接地电阻,减少阳极消耗,并利于阳极产生的气体(氧气,二氧化碳,一氧化碳等)的逸出。

通常高硅铸铁阳极的填充料为焦炭渣,其上下部的焦炭总厚度为300mm,焦炭渣最大粒径应小于i15mm,含碳量应大于85%。焦炭渣多为多孔结构,导电性良好,作为地床的填充料不仅可以避免气阻现象,又可以加大阳极的尺寸,减小阳极的接地电阻,延长阳极的是用寿命。

填充焦炭渣时,不得混入泥土且应压实,以确保高硅铸铁阳极与焦炭渣电接触良好。阳极地床安装以后,回填之前应浇透水,以减小阳极接地电阻。

在焦炭渣填料层上方应敷设一层砾石或粗砂,起作用是便于阳极工作时产生的气体的逸出。

高硅铸铁阳极质硬,性脆,易碎,搬运和安装时宜轻拿轻放,以防阳极的损坏,为保证阳极安装的数量,通常适量增加阳极的备料量。

阳极的并联母线与直流电源输出阳极,电缆的连接可以通过接线箱连接,在油田或其他需防爆的场所,应采用防爆接线箱。

深井阳极的安装,安装时与套管的距离也在50-300米之间,地床条件的选择跟浅埋阳极相同。

在安装时根据施工设计要求打阳极井,在阳极井中先填充一些焦炭,然后将阳极体逐渐下放到井中,安装完毕后再向井中填充焦炭,再向阳极井中灌水,使焦炭充分吸收水分以增加阳极体的导电性,最后对阳极井进行回填。

在安装阳极时,首先阳极体的导气管应对齐,以便于气体的排出,避免造成气阻现象,同时用固定螺栓将阳极体固定连接。

阳极地床电阻;

为了减少外加电能在阳极地床上的消耗,我们希望阳极地床有较小的接地电阻。

一般要求阳极地床接地电阻小于1欧姆(设计时一般取0.5欧姆)。

阳极地床与地下管道的安全距离

一般要求阳极地床与地下管道的安全距离为300-500米,当保护电流过大时,还应用阳极电场电位梯度小于0.5mV/m来校核。

外加电流阴极保护:

将被保护的金属构件整体接至直流电源的负极,通过外加阴极电流使金属阴极极化,这种方法叫外加电流阴极保护法。系统中阳极为一个不溶性的辅助件,二者组成宏观电池,实现阴极保护。

基本原理:

1.如果将金属的电位向负方向调整金属将进入不腐蚀区,其阳极溶解便被抑制。

2.为此向被保护件引入阴极电流,使其发生阴极极化。这是金属处于金属/溶液体系中腐蚀电池的电流作用与外加电流的作用的综合作用下。通过调整外加电流可以达到控制金属腐蚀的目的。

3.当外加电流有辅助阳极流向阴极时,阴极本身还承受着腐蚀原电池的阳极电流。

4.当外阴极电流等于阴极电流时,阳极电流则为0,阳极反应停止,金属腐蚀停止。

外加电流保护法中,保护电流由外部直流电源提供,靠电源的电压来驱动电流,辅助阳

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